電梯的改進設(shè)計

1序言1.1電梯的節(jié)能改造隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，人們的物質(zhì)和文化生活水平得到了提高，許多高樓從上面爬出來，電梯已經(jīng)成為人們生產(chǎn)、工作和生活中的重要運輸設(shè)備。面對科技的發(fā)展,電梯的要求也是日新月異,特別是節(jié)能方面的要求。深圳出臺電梯節(jié)能的有關(guān)規(guī)定,為了配合國家對電梯的節(jié)能要求,在2007年1月在歐特電梯公司,對電梯進行節(jié)能改造。2007年4月在廣順電梯有限公司,對某公司的舊電梯進行設(shè)備改建。由于某公司的舊廠房電梯使用時間過長,能耗較大,經(jīng)常出現(xiàn)故障,可以說是難以維修,嚴(yán)重影響日常工作的使用。因此需要電梯改建。1.2改造電抗器,提高整體布置的布置,對舊電梯進行勘察、分析,發(fā)現(xiàn)舊電梯是雙速電梯,采用電抗器進行調(diào)速,運行平層時有明顯的震動,而且運行噪音過大,感覺電梯不是很安全。進入井道進行檢查,發(fā)現(xiàn)里面的布線有點亂,甚至有些已經(jīng)老化。造成原因是由于井道限位開關(guān)過多,如平層開關(guān)、加速開關(guān)、減速開關(guān)。由此,必須解決三個問題。第一個問題:平層時的震動是由于電抗器的老化,而且本身的調(diào)速效果明顯不夠平穩(wěn)和舒適造成的。解決方法:采用變頻調(diào)速技術(shù),使其加減速平穩(wěn)舒適。第二個問題:井道開關(guān)過多,有減速開關(guān)、加速開關(guān)平層開關(guān)。解決方法:采用一個光電平層開關(guān),用脈沖控制加、減速。第三個問題:采用電抗器調(diào)速的電梯能耗過多、噪音過大。解決方法:采用變頻調(diào)速提高能源的使用效率。2plc控制電梯根據(jù)解決問題的思路,開始進行電梯的改建。改建地點在該公司的新廠房。采用PLC控制變頻調(diào)速控制電梯。PLC選用FX2N-64M,變頻器用VS-616G5通用變頻器。2.1旋轉(zhuǎn)編碼的使用電梯的位置檢測裝置是用來采樣轎廂的運動位置并將它反饋給電梯PLC的。選用光電開關(guān)和旋轉(zhuǎn)編碼器共同工作來進行平層、加速、減速控制。光電開關(guān)主要由發(fā)光二極管和光敏元件組成,在沒有受到外界隔光干擾時一直接通。采用光電開關(guān)作為信號裝置,需要在轎廂上安裝1個光電開關(guān),在每層的平層位置安裝隔光板,用于掃描平層位置信號:電梯上行時,每當(dāng)遇到經(jīng)過隔光板信號時,樓層數(shù)加1;電梯下行時,每當(dāng)遇到下?lián)Q速信號時,樓層數(shù)減1。旋轉(zhuǎn)編碼器,又叫增量式編碼器,實際上是一個脈沖發(fā)生裝置。內(nèi)部結(jié)構(gòu)是在其圓盤的邊緣上開有相同間距的縫隙,圓盤兩側(cè)分別安裝紅外發(fā)光器件和光敏元件。使用時將其與曳引電機同軸連接,當(dāng)其隨電機旋轉(zhuǎn)時,每轉(zhuǎn)過一個縫隙,就產(chǎn)生一個電脈沖,將這些脈沖送入PLC控制器的高速脈沖輸入端對其進行計數(shù),就可以得到電梯運行的距離信號。這種方法的優(yōu)點是測量準(zhǔn)確、無磨損,測量信號便于計算機處理。利用增量編碼器不僅可以測量電梯的速度和距離,還可以測出電梯運行的方向和曳引機的轉(zhuǎn)速。2.2電路設(shè)計更正該公司要求實現(xiàn)四層電梯的控制,選用FX2N-64M型可編程序控制器,端口地址分配如表1所示。2.2.1電梯控制回路將原來的雙速電梯主電路改成變頻梯,將其電抗器調(diào)速控制方法改成變頻器調(diào)速控制方法。采用變頻器多段速的3段速控制方式和616G5原有的加、減速S曲線控制,實現(xiàn)電梯在運行加速、減速時平滑,并利用其零速信號和平層的位置開關(guān)同時使用,實現(xiàn)電梯零速平層。詳見電梯PLC程序運行方式。采用變頻調(diào)速,改變原來的平層震動現(xiàn)象,達到啟動、加速、減速平穩(wěn)的目的,實現(xiàn)零速平層。由于電梯是啟動頻繁的設(shè)備,用變頻調(diào)速可以減少電梯的加、減速時的沖擊性,達到減少運行過程中的噪音的目的,并且用變頻調(diào)速能有效的提高電能的使用效率,實現(xiàn)節(jié)能的效果。2.2.2高效旋轉(zhuǎn)式控制系統(tǒng)參數(shù)設(shè)計為了減少井道的布線,方便維修和保養(yǎng)。配合光電開關(guān),實現(xiàn)電梯的脈沖控制加、減速和平層控制,本文采用12V旋轉(zhuǎn)編碼器,它與主電動機同軸相連,編碼器產(chǎn)生的脈沖直接輸入PLC的高速脈沖計數(shù)輸入端X2,在PLC中通過對此脈沖的計數(shù),可以用程序計算出電梯走過的距離及當(dāng)前的速度,從而完成調(diào)速系統(tǒng)的位置和速度反饋。接口示意圖如圖1所示。2.2.3電梯正常運行的控制系統(tǒng)的方案電梯控制程序設(shè)計。簡單說明,改造后電梯的平層和加減速工作方式。電梯PLC控制程序此處不再贅述。2.2.4橋廳登記的內(nèi)容目標(biāo)登記和上下行登記信號,如圖2所示。1)目標(biāo)層1層登記:按下1樓站外上行召喚1SZA,1SZA↑→X032↑→Y015↑接通點亮。在關(guān)好門登記M20↑→M21↑目標(biāo)一層登記。2)各選擇平層后解除登記(如1層登記解除):一層平層信號M600↑→M70↑延時后,解除一層登記。(2)上下行登記1)上行登記M4:橋廳在1層時,2、3、4層目標(biāo)可以上行登記;橋廳在2層時,3、4層目標(biāo)可以上行登記,橋廳在3層時,4層目標(biāo)可以上行登記。2)下行登記M5:橋廳在4層時,1、2、3層目標(biāo)可以下行登記;橋廳在3層時,1、2層目標(biāo)可以上行登記,橋廳在2層時,1層目標(biāo)可以上行登記。2.2.5電梯控制回路以橋廳在一樓時,3樓下行外召喚為例。(1)3樓廳外乘員按下下行召喚按鈕時,3XZA↑→X036↑→Y021↑→3XZD點亮Y021↑→M20↑→M23↑3層目標(biāo)登記↑M4↑上行登記(2)M4↑→Y030↑→Y032↑慢行→Y033↑中速→Y34↑快速1)變頻器內(nèi)給出運行答應(yīng)信號,X020↑→Y000和Y007↑→ZC↑→制動器線圈ZXQ得電松閘。2)變頻器內(nèi)給出運行速度信號指令,電機YD得電起動、加速、滿速向3樓運行。(3)電梯到達3樓的上行換速點開始減速運行:電梯由1樓向3樓運行過程中,光電開關(guān)離開每層樓的遮光板時,光電開關(guān)GDK↑→X005↓→M418↑→M200動作一個上沿信號→INCD200執(zhí)行上行計數(shù),并將結(jié)果經(jīng)轉(zhuǎn)移傳送、解碼后控制對應(yīng)的軟輔助繼電器M600-M603動作,實現(xiàn)對電梯的運行控制。當(dāng)位于轎頂?shù)墓怆婇_關(guān)離開位于井道的2樓遮光板時,C237開始計算2樓至3樓的脈沖數(shù),SUB指令根據(jù)2樓到3樓的學(xué)習(xí)脈沖減去設(shè)定值,并將其存入D310。當(dāng)C237累積計數(shù)與D310相等時,M602↑→M7↑→Y034↓→Y033↓→電梯按變頻器曲線指令進行減速運行。而且當(dāng)M600↑時,電梯位置顯示3字。(4)電梯在3樓零速平層?？块_門:經(jīng)對變頻器和PLC相關(guān)參數(shù)的反復(fù)調(diào)整和整定,當(dāng)電梯在3樓平層時,變頻器的輸出也恰好為零,控制系統(tǒng)處于待起動狀態(tài)。2.2.6脈沖計數(shù)編程利用編碼器輸出端將脈沖信號引入PLC的高速計數(shù)輸入端,構(gòu)成位置反饋和速度反饋。高速計數(shù)器累加的脈沖數(shù)反映電梯的位置。高速計數(shù)器的值不斷地與各信號點對應(yīng)的脈沖數(shù)進行比較,由此判斷電梯的運行距離,換速點,平層點和制動停車點等信號。電梯在運行過程中,通過位置信號檢測,軟件實時計算以下位置信號:電梯所在樓層位置,曲線各個換速點的位置,門區(qū)信號和平層位置信號等。由此省去原來每層在井道中設(shè)置的大量上述信號檢測裝置,大大減少井道檢測元件和信號連接,降低成本,使系統(tǒng)更容易維護。脈沖計數(shù)的編程方法上采用相對計數(shù)方式,每次從平層點開始計數(shù)到下一平層點,然后高速計數(shù)器復(fù)位。每一層均從零開始計數(shù),樓層數(shù)存放在另一個計數(shù)器。當(dāng)計數(shù)累計到設(shè)定值時,高速計數(shù)器復(fù)位。同時根據(jù)運行方向樓層計數(shù)器加1或減1,表示己經(jīng)運行了一層樓距離。3增設(shè)電梯投入使用2007年4月對舊電梯進行勘察,并對其存在的問題提交設(shè)計方案。2007年5月開始對電梯井道進行建造。2007年6月進行電梯的安裝和調(diào)試。2007年7月相關(guān)部門進行驗收,簽定保修合約,并投入使用。改建后,投入使用,整機性能良好,以前存在的三個問題都能夠解決。一是平層很平穩(wěn)、沒有震動,舒適感良好。運行的噪音明顯小于舊的雙速電梯,可以說是靜音運行。二是使用一個光電開關(guān)后